Genom att använda biogödsel på 80 % av sin planterade yta, åtnjuter brasilianska sojabönodlare de miljömässiga och ekonomiska fördelarna med att använda mikrobiomet istället för kemiska gödningsmedel. Mikrobiomet är samhället av svampar, bakterier och andra mikroorganismer i en given miljö. I jordbruket tillhandahåller den de näringsämnen som krävs av grödor och ökar avkastningen. Dess användning har många ekonomiska och miljömässiga fördelar.

Fallet med brasilianska sojabönor är en av 14 framgångshistorier som diskuteras i en översiktsartikel om mikrobiomforskningens inverkan på sektorer som jordbruk, fermenterade produkter och människors hälsa. Publicerad i Frontiers in Microbiology , det genomfördes som en del av MicrobiomeSupport, ett projekt för att kartlägga global mikrobiomforskning, med fokus på innovation i livsmedelssystemet.

Projektet involverar forskare och företag i 28 länder, inklusive Genomics for Climate Change Research Center (GCCRC), ett av Engineering Research Centers (ERC) som stöds av FAPESP. GCCRC är ett partnerskap med Brazilian Agricultural Research Corporation (EMBRAPA).

"Brasilien är ett av endast ett fåtal länder i världen som framgångsrikt använder biogödsel i sojabönodling. Det är den största producenten och exportören av råvaran. Mikroorganismer appliceras för att fixera kväve i 80 % av den yta som planterats med sojabönor i Brasilien. Den positiva miljöpåverkan är mycket betydande. Koldioxidutsläppen till atmosfären är cirka 430 miljoner ton CO₂ motsvarande lägre tack vare kvävefixerande bakterier. Detta skyddar också källor och andra sötvattenkällor eftersom kemiskt kväve förorenar floder", säger Rafael de Souza, medförfattare till artikeln. Han är forskare med GCCRC och en grundare av Symbiomics, en brasiliansk bioteknikstartup som utvecklar nästa generations biologiska läkemedel. .

Applicering av mikroorganismer i marken har också en betydande ekonomisk inverkan. "Kriget i Ukraina har visat hur mycket vi är beroende av importerade kemiska gödselmedel", sa Souza. "Brasilien importerar cirka 77 % av det kväve som används för att gödsla sina jordbruksgrödor. Sojabönor är det enda undantaget. De är inte beroende av denna import just på grund av de biologiska kvävebindare som används av odlare, vilket sparar cirka 10 miljarder USD i syntetiska kvävegödselmedel ."

Biogödsel sparar bönder enorma summor pengar. Enligt Solon Cordeiro de Araujo, konsult till National Association of Inoculant Producers and Importers (ANPII) och en medförfattare till artikeln, kostar kemiska gödselmedel runt 1 000 BRL per hektar medan biogödselinokulanter kostar mindre än 50 BRL per hektar.

"Arbetet som görs när det gäller sojabönor består i att välja ut vissa bakterier, isolera dem och applicera dem på grödan för att öka mängden av dessa nyttiga mikroorganismer i jorden. Bakterierna ersätter syntetiskt kvävegödselmedel. Istället för kemikalier använder bönderna biogödselinokulanter, som tar kväve från luften och matar in det direkt in i växten," förklarade Araujo.

Effekten är särskilt viktig eftersom Brasilien är världens ledande producent och exportör av sojabönor, med mer än 36 miljoner hektar planterad yta. Författarna till artikeln lyfter fram de ekonomiska och miljömässiga fördelarna med mikrobiomforskning i Brasilien för att visa odlare av andra grödor fördelarna med biogödsel och för att uppmuntra forskare att forska mer om att ersätta kemiska gödselmedel med mikroorganismer.

Alla grödor kräver kväve, fosfor och kalium. När det gäller sojabönor ger biogödsel endast kväve. De andra två näringsämnena tillförs av kemikalier. I andra fall, som majs, bönor och ris, till exempel, tillförs alla tre näringsämnena kemikalier.

Kvävebiogödsel har utvecklats i Brasilien sedan introduktionen av sojabönor på 1960-talet. "Brasilien valde att utveckla och förfina dessa bakterier och bakteriella produkter som substitut för kemiskt kväve," sa Araujo.

Enligt författarna har substitution av kemiskt kväve med mikrobiomeprodukter i sojabönor möjliggjorts genom samverkan på tre områden. "Detta är resultatet av det arbete som gjorts inom akademi, reglering och industri. Forskare vid universitet och EMBRAPA tog med sig den nödvändiga teknologin till Brasilien. Lagstiftare klarade det nödvändiga regelverket. Och industrin har också spelat sin roll när det gäller implementering och kommersialisering." sa Souza.

Forskning om mikroorganismer har pågått ända sedan sojabönodlingen började i Brasilien, men antalet artiklar och produkter har ökat de senaste tio åren i takt med att genetiska sekvenseringsverktyg har blivit mer tillgängliga. "Fallet med brasilianska sojabönor är också viktigt eftersom det banade väg för andra produkter att ta marknadsandelar och för andra grödor att använda biogödsel", tillade han.

Modell för andra grödor

Utvecklingen av mikrobiombaserad teknologi förväntas expandera i Brasilien. Förutom framsteg inom forskning som leder till bättre urval av mikroorganismer och produktion av mer kraftfulla ympmedel, noterade forskarna ytterligare en rad faktorer som kommer att bidra till användningen av biogödsel av odlare av olika grödor.

"Det talas om en perfekt storm som driver användningen av biogödsel i Brasilien," sa Souza. "Vi har nu ett stort antal startups och forskningscentra som är intresserade av att utveckla nya mikrobiomeprodukter för olika grödor. Siffrorna för ekonomiskt skydd och miljöskydd är imponerande. Det har också blivit tydligt att vi behöver förlita oss mindre på kemiska gödselmedel, varav det mesta är importerat Fallet med brasilianska sojabönor kan därför vara en drivkraft för ytterligare framsteg i användningen av biogödsel här." + Utforska vidare

Upptäck bästa praxis för täckgrödor för att optimera växtproduktionen